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Tipo: Dissertação
Título: DESRO: um protocolo de roteamento com gerenciamento dinâmico de energia para redes de sensores sem fio
Título(s) alternativo(s): DESRO: a wireless sensor network routing protocol with dynamic management of energy
Autor(es): Dantas, Arthur Vinícius Maciel
Primeiro Orientador: Goulart, Carlos de Castro
Primeiro coorientador: Rocha, Mauro Nacif
Segundo coorientador: Ferreira, Ricardo dos Santos
Primeiro avaliador: Iorio, Vladimir Oliveira Di
Segundo avaliador: Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira
Abstract: Este trabalho apresenta o DESRO (Dynamic Energy Saving Routing), um protocolo de roteamento dinâmico baseado no ESDSR (Energy Saving Dynamic Source Routing). O DESRO é um protocolo reativo para uso em redes estáticas planas e foi construído com o objetivo de sanar deficiências encontradas no ESDSR, tornando a decisão de roteamento de dados sensoriados mais eficiente. Possui dois mecanismos que trabalham conjuntamente para a realização do roteamento de dados: descoberta de rota e manutenção de rota. Na descoberta de rota, o DESRO, quando não possui um caminho até o sorvedouro, envia, em broadcast, uma mensagem de requisição de rotas. A mensagem de requisição é repassada até chegar ao sorvedouro. Ao receber uma requisição o sorvedouro envia, ao originador desta, uma mensagem de resposta contendo a rota descoberta, isto é, todos os nós pelos quais a mensagem de requisição passou. A manutenção de rotas é realizada quando um nó não consegue repassar uma mensagem de dados. Ele assume que o link está quebrado e envia uma mensagem avisando da quebra de link ao originador da mensagem de dados. Se o originador possuir uma rota alternativa passa a usá-la, caso contrário inicia uma nova descoberta de rota. A decisão de qual rota será utilizada é baseada nos valores de energia mínima estimada da rota e do seu número de saltos. A energia mínima estimada é calculada a partir da energia restante do nó e da potência usada na transmissão para um nó vizinho. O DESRO estende as funcionalidades do ESDSR adicionando um eficiente gerenciamento de rotas capaz de balancear a carga de roteamento entre os nós. O objetivo do balanceamento de carga é melhorar a distribuição de energia pela rede aumentando sua vida útil, evitando a morte dos nós causada por esgotamento da bateria. O gerenciamento de rotas é realizado com o uso de um temporizador e/ou contador de pacotes, criados quando da descoberta de uma rota. Quando o temporizador é zerado, é enviada uma mensagem de atualização da energia mínima estimada da rota e o temporizador é resetado para o valor inicial pré-estabelecido. A mensagem de atualização da energia mínima estimada pode ser também enviada quando o contador de pacotes, que é incrementado a cada novo pacote de dados criado, chegar ao limite pré-estabelecido, quando, então, será zerado. O ESDSR e DESRO foram comparados através de simulações no Castalia, um simulador de eventos discretos para redes de sensores sem fio. Foram realizadas simulações de distribuição em grade e distribuição uniforme aleatória dos nós. Os resultados obtidos mostraram que o gerenciamento de rotas foi capaz de atrasar a morte dos nós e aumentar a taxa de entrega de pacotes de dados.
This work presents DESRO (Dynamic Energy Saving Routing), a dynamic routing protocol based on ESDSR (Energy Saving Dynamic Source Routing). DESRO is an on-demand protocol to be used on plane static wireless sensor networks and it was built to solve some deficiencies found in ESDSR. DESRO has a more efficient data routing and two mechanisms which work together to perform routing: route discovery and route maintenance. In route discovery, DESRO sends a route request broadcast message when the node wants to send a data packet and has no route to the sink. The route request message is forwarded until the sink receives it. When this happens, the sink sends a route reply message to the node that generate the route request message, containing the list os all intermediate nodes. These nodes are listed in the header of a route request message. The route maintenance is performed when a node is unable to forward a data message. The node assumes that the link is broken and sends a warning message to the node that has sent the data message. The data message originator, then, looks for an alternative route to the sink node in its routing table. If this node can not find an alternative route them, it initiates the mechanism of route discovery. The decision of which route will be used is based on the minimum expected life of route and on the number of hops. The minimum expected life is calculated using the value of the radio power transmission used to send a data packet to the neighbor node. DESRO extends the features of ESDSR through the inclusion of a efficient route management system capable of performing a load balancing among the nodes. The aim of promoting the load balancing is to get a better energy distribution on the network to postpone the death of nodes due to the lack of energy. The route management system is realized through a timer and/or a data packet counter, created when a route is discovered. When the timer reachs a limit, it is reset and a route management message is sent. The route management message can be sent when the data packet counter reachs the previous stablished limit also. When it happens the data packet counter is reset. The ESDSR and DESRO was compared through simulations on Castalia, a wireless sensor network discret-event simulator. It was performed some simulations with grid and randomic uniform distributions. The results show that the route management system was able to postpone the death of nodes and to increase the data delivery rate.
Palavras-chave: Redes de computadores
Protocolos de comunicação
Redes de sensores sem fio
Computer networks
Communication protocol
Wireless sensor network
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Metodologias e técnicas da Computação; Sistemas de Computação
Programa: Mestrado em Ciência da Computação
Citação: DANTAS, Arthur Vinícius Maciel. DESRO: a wireless sensor network routing protocol with dynamic management of energy. 2010. 65 f. Dissertação (Mestrado em Metodologias e técnicas da Computação; Sistemas de Computação) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2010.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/2612
Data do documento: 25-Fev-2010
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